JP2006176674A - Cold heat transportation medium - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cold heat transportation medium containing tetra-n-butylammonium bromide hydrate having low corrosiveness, particularly low local corrosiveness. <P>SOLUTION: The cold heat transportation medium is a tetra-n-butylammonium bromide aqueous solution containing at least one corrosionproof agent selected from a sulfite and a thiosulfate, and an alkali hydroxide. The cold and heat transportation medium contains 30 to 20,000 wt. ppm above corrosionproof agent in terms of a sulfite ion. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、空調設備等の蓄熱システムに使用される冷熱輸送媒体に係り、より具体的には、腐食性が抑制された臭化テトラn−ブチルアンモニウム水和物系冷熱輸送媒体に関する。   The present invention relates to a cold transport medium used in a heat storage system such as an air conditioner, and more specifically to a tetra n-butylammonium bromide hydrate cold transport medium with suppressed corrosivity.

従来から、例えば空調設備等において各種蓄熱装置が使用されている。蓄熱装置は、例えば深夜電力や工場の廃熱等供給が不連続なエネルギーを蓄熱するために利用され、この蓄熱された冷熱を空調設備で利用することによりエネルギーの有効利用を図るものである。   Conventionally, various heat storage devices are used in, for example, air conditioning equipment. The heat storage device is used, for example, to store energy with discontinuous supply such as late-night power or factory waste heat, and effectively uses energy by using the stored cold energy in an air conditioning facility.

このような蓄熱装置として、氷を利用するものが知られている。氷を利用する蓄熱装置は、深夜電力等を用いて夜間に氷を製造しておき、この氷に蓄えられた冷熱を昼間に空調設備で利用するものである。この氷を利用する蓄熱装置は、水の顕熱を利用する蓄熱装置に比較すると、氷の潜熱により、より大量の冷熱を蓄熱し得るという利点を有する。
しかしながら、氷は、これを製造するためには、水をその凝固点より十分に低い温度に冷却する必要がある一方、水の凝固点が低いので、冷凍機の成績係数が低下する。また、氷はその取り扱いや輸送等が困難であるので、装置が複雑かつ大型化するという問題点もある。
As such a heat storage device, one using ice is known. A heat storage device that uses ice produces ice at night using late-night power or the like, and uses the cold energy stored in the ice in daytime air conditioning equipment. This heat storage device using ice has an advantage that a larger amount of cold energy can be stored by the latent heat of ice compared to a heat storage device using sensible heat of water.
However, ice requires cooling water to a temperature well below its freezing point in order to produce it, while the freezing point of water is low, which reduces the coefficient of performance of the refrigerator. In addition, since ice is difficult to handle and transport, there is a problem that the apparatus becomes complicated and large.

これに対し、水和物を利用する蓄熱装置も知られている。水和物は、そのゲスト分子の種類やその他の条件を選択することにより、水の凝固点以上の温度で生成することができ、水中において当該水和物の粒子のスラリーを形成し得る。このような水和物からなる蓄熱媒体として、包接水和物の1種である気体水和物が開示されている。(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、この公報に記載された技術は、気体水和物を生成するための冷媒としてフロン系冷媒R11を使用している。このフロン系冷媒R11は、オゾン破壊係数が大きい物質であり、また大気圧下では、気体であるので、密閉容器を用いる必要があり、蓄熱装置が高価になるという問題がある。
On the other hand, a heat storage device using a hydrate is also known. Hydrates can be generated at temperatures above the freezing point of water by selecting the type of guest molecule and other conditions, and can form a slurry of the hydrate particles in water. As a heat storage medium composed of such a hydrate, a gas hydrate which is a kind of clathrate hydrate is disclosed. (For example, see Patent Document 1).
However, the technique described in this publication uses a fluorocarbon refrigerant R11 as a refrigerant for generating a gas hydrate. Since the fluorocarbon refrigerant R11 is a substance having a large ozone depletion coefficient and is a gas under atmospheric pressure, it needs to use a sealed container, and there is a problem that the heat storage device becomes expensive.

本発明者らは、特殊な冷媒を使用することなく、氷よりも高い温度で生成し得る水和物系冷熱輸送媒体を提供すべく研究を行う過程で、冷熱輸送媒体として臭化テトラn−ブチルアンモニウムの水和物に着目した。臭化テトラn−ブチルアンモニウムの水溶液を冷却することによって得られる臭化テトラn−ブチルアンモニウムの水和物は、特殊な冷媒を使用することなく通常の冷却水、ブライン水等により冷却することによってスラリーとして容易に得ることができ、大きな保有熱量を有する。   In the course of conducting research to provide a hydrate-based cold transport medium that can be produced at a temperature higher than ice without using a special refrigerant, tetra- We focused on butylammonium hydrate. The hydrate of tetra n-butylammonium bromide obtained by cooling an aqueous solution of tetra n-butylammonium bromide is cooled by ordinary cooling water, brine water or the like without using a special refrigerant. It can be easily obtained as a slurry and has a large amount of retained heat.

この臭化テトラn−ブチルアンモニウムは、冷却して使用することも可能であるものの、暖房用に高温で使用することも可能である。
しかし、この臭化テトラn−ブチルアンモニウムは、その溶液中にハロゲンイオンである臭素などの腐食成分が存在するため、その循環系統を構成する金属配管や設備を腐食する恐れがある。特に高温で使用した場合は腐食が厳しく、現状の配管材料で適応することが難しい。
Although this tetra n-butylammonium bromide can be used after cooling, it can also be used at a high temperature for heating.
However, since tetra n-butylammonium bromide contains corrosive components such as bromine which is a halogen ion in the solution, there is a risk of corroding metal piping and equipment constituting the circulation system. In particular, when used at high temperatures, corrosion is severe and difficult to adapt with current piping materials.

そこで、従来においても配管の腐食対策がなされており、その一例として臭化テトラn−ブチルアンモニウムの水溶液に、亜硝酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、ピロ燐酸ナトリウム、ベンゾトリアゾールからなる群の中から選ばれた腐食防止剤を添加する技術が知られている(特許文献2参照)。
特開平2-203138号公報 特開2001−172617号公報
Therefore, pipes have been conventionally taken to cope with corrosion, and as an example, an aqueous solution of tetra n-butylammonium bromide was selected from the group consisting of sodium nitrite, sodium sulfite, sodium pyrophosphate and benzotriazole. A technique for adding a corrosion inhibitor is known (see Patent Document 2).
JP-A-2-203138 JP 2001-172617 A

しかしながら、腐食防止の対象となる金属材料に対する特許文献2の技術の防食効果を検討したところ、全面腐食に対しては防止効果があるものの、過剰投入や追加投入した場合、亜硝酸塩などのアノード抑制剤を単独で添加する場合はステンレス鋼などの孔食、鉄や鉄系合金、銅や銅系合金のすき間腐食などの局部腐食を引き起こす可能があることが判明した。   However, when the anticorrosion effect of the technology of Patent Document 2 on the metal material that is subject to corrosion prevention was examined, it was effective in preventing overall corrosion. When the agent is added alone, it has been found that pitting corrosion such as stainless steel, and local corrosion such as crevice corrosion of iron and iron-based alloys, copper and copper-based alloys may be caused.

本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、腐食性、特に局部腐食性が低減された臭化テトラn−ブチルアンモニウム水和物を含む冷熱輸送媒体を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a cold transport medium containing tetra n-butylammonium bromide hydrate having reduced corrosivity, particularly local corrosivity. To do.

(1)本発明に係る冷熱輸送媒体は、臭化テトラn−ブチルアンモニウムの水溶液であり、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、の中から選ばれた少なくとも1種の腐食防止剤と水酸化アルカリを含有することを特徴とするものである。
亜硫酸塩としては、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸リチウム、亜硫酸カルシウムが好ましく、チオ硫酸塩としては、チオ硫酸ナトリウム、チオ硫酸リチウム、チオ硫酸カルシウムが好ましい。また、水酸化アルカリとしては、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムが好ましい。
(1) The cold transport medium according to the present invention is an aqueous solution of tetra n-butylammonium bromide and contains at least one corrosion inhibitor selected from sulfites and thiosulfates and an alkali hydroxide. It is characterized by doing.
As the sulfite, sodium sulfite, lithium sulfite and calcium sulfite are preferable, and as the thiosulfate, sodium thiosulfate, lithium thiosulfate and calcium thiosulfate are preferable. As the alkali hydroxide, calcium hydroxide, sodium hydroxide, and lithium hydroxide are preferable.

(2)また、臭化テトラn−ブチルアンモニウムの水溶液であり、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、の中から選ばれた少なくとも1種の腐食防止剤を含有し、水溶液のpHが8〜10であることを特徴とするものである。 (2) Further, it is an aqueous solution of tetra n-butylammonium bromide, containing at least one corrosion inhibitor selected from sulfites and thiosulfates, and the pH of the aqueous solution is 8-10. It is characterized by this.

(3)また、上記(1)または(2)に記載する腐食防止剤が、亜硫酸イオン換算で30重量ppm以上20000重量ppm以下の濃度で含有されていることを特徴とするものである。 (3) Moreover, the corrosion inhibitor described in the above (1) or (2) is contained at a concentration of 30 ppm to 20000 ppm in terms of sulfite ion.

(4)また、上記(1)に記載する水酸化アルカリが200重量ppm以下の濃度で含有されていることを特徴とするものである。 (4) Moreover, the alkali hydroxide described in the above (1) is contained at a concentration of 200 ppm by weight or less.

(5)また、上記(1)に記載のものにおいて、腐食防止剤が亜硫酸イオン換算で30重量ppm以上20000重量ppm以下の濃度で含有され、かつ水酸化アルカリが200重量ppm以下の濃度で含有されていることを特徴とするものである。 (5) In the above (1), the corrosion inhibitor is contained in a concentration of 30 to 20000 ppm by weight in terms of sulfite ion, and the alkali hydroxide is contained in a concentration of 200 ppm by weight or less. It is characterized by being.

本発明によれば、腐食性、特に局部腐食性が低減された臭化テトラn−ブチルアンモニウム水和物を含む冷熱輸送媒体が得られる。   According to the present invention, a cold transport medium comprising tetra n-butylammonium bromide hydrate with reduced corrosivity, particularly local corrosivity, is obtained.

臭化テトラn−ブチルアンモニウム(以下、「TBAB」という。)の水和物のスラリーは、TBABの水溶液を冷却することにより製造することができる。TBAB水溶液の濃度に特に制限はないが、通常、TBABを5〜42重量%の濃度で含有する水溶液を用いることが好ましい。そして、TBAB水溶液は、例えば一般的な蓄熱空調システムで利用されている温度域5〜12℃の範囲内にある12℃からそれ以下の温度まで、好ましくは8℃〜5℃まで冷却することが望ましい。   A slurry of tetra n-butylammonium bromide (hereinafter referred to as “TBAB”) hydrate can be produced by cooling an aqueous solution of TBAB. The concentration of the TBAB aqueous solution is not particularly limited, but it is usually preferable to use an aqueous solution containing TBAB at a concentration of 5 to 42% by weight. Then, the TBAB aqueous solution may be cooled from 12 ° C. within a temperature range of 5 to 12 ° C. used in a general heat storage air conditioning system to a temperature lower than that, preferably 8 ° C. to 5 ° C. desirable.

本発明のTBAB水和物スラリーを含む冷熱輸送媒体は、腐食防止剤として亜硫酸塩、チオ硫酸塩の中から選ばれた少なくとも1種の腐食防止剤を含有し、さらに水酸化アルカリを含有する。これらの腐食防止剤と水酸化アルカリを含有することにより、冷熱輸送媒体の循環系統を構成する金属配管材料や装置材料のTBAB水和物スラリーによる腐食を抑制、軽減させることができる。特に、ステンレス鋼の孔食、すき間腐食や鉄、鉄系合金、銅、銅系合金のすき間腐食、通気差腐食などの局部腐食を抑制する効果が大きい。
以下、この腐食の抑制、軽減のメカニズムについて説明する。まず、亜硫酸塩、チオ硫酸塩の作用効果について説明する。
The cold heat transport medium containing the TBAB hydrate slurry of the present invention contains at least one corrosion inhibitor selected from sulfites and thiosulfates as a corrosion inhibitor, and further contains an alkali hydroxide. By containing these corrosion inhibitors and alkali hydroxides, corrosion by TBAB hydrate slurry of the metal piping material and the equipment material constituting the circulation system of the cold transport medium can be suppressed or reduced. In particular, it has a great effect of suppressing local corrosion such as pitting corrosion, crevice corrosion of stainless steel, crevice corrosion of iron, iron-based alloys, copper, and copper-based alloys, and airflow difference corrosion.
Hereinafter, the mechanism of suppressing and reducing the corrosion will be described. First, the effects of sulfite and thiosulfate will be described.

TBAB水和物スラリーを含む冷熱輸送媒体の腐食性環境は、冷熱輸送媒体が含有するハロゲンイオンと冷熱輸送媒体水溶液中に含まれる溶存酸素により作られている。
しかし、TBAB水和物スラリーのpHが中性域であるため、ハロゲンイオンより溶存酸素のカソード反応が腐食の主駆動反応となっている。
そのため、本冷熱輸送媒体を循環する系統は基本的に密閉系として、ガス置換脱気や中空糸真空脱気などを行うことで極力媒体中の溶存酸素の低下を図っている。
The corrosive environment of the cold transport medium including the TBAB hydrate slurry is created by halogen ions contained in the cold transport medium and dissolved oxygen contained in the cold transport medium aqueous solution.
However, since the pH of the TBAB hydrate slurry is in a neutral range, the cathode reaction of dissolved oxygen rather than halogen ions is the main driving reaction for corrosion.
Therefore, the system that circulates the cold heat transport medium is basically a closed system, and the dissolved oxygen in the medium is reduced as much as possible by performing gas replacement degassing, hollow fiber vacuum degassing, and the like.

しかし、密閉系とはいえ、循環系統においてはバルブやポンプから空気が浸入する可能性がある。また、膨張タンク・蓄熱槽などが開放系になっている場合や、冷熱輸送媒体の漏れや減少した際に新規媒体を追加する場合にも循環系統内への空気の浸入が起こる。このように、極力媒体中の溶存酸素の低下を図っていても、実際には空気の浸入があり、これによるトラブルも発生する。   However, although it is a closed system, air may enter from the valve or pump in the circulation system. In addition, when the expansion tank, the heat storage tank, or the like is an open system, or when a new medium is added when the cold transport medium leaks or decreases, the air enters the circulation system. In this way, even if the dissolved oxygen in the medium is reduced as much as possible, there is actually intrusion of air, which causes troubles.

この点、従来の循環水配管で用いられている腐食防止剤では、TBAB水和物スラリー環境においてはこれらの浸入溶存酸素に対する腐食への抑制力が小さい。また、亜硝酸塩などの不働態化を促進する腐食防止剤であれば、全面的な腐食は比較的抑制されるものの、孔食、通気差腐食、ガルバニック腐食などの局部腐食に対する抑制力は小さい。
さらに、通常、これらの腐食防止剤には、臨界濃度があり、ある濃度未満では無添加と比較してむしろ腐食を促進させたり、局部腐食(孔食や隙間腐食)を発生させたりすることがある。
In this respect, the corrosion inhibitor used in the conventional circulating water piping has a small inhibitory force against corrosion against these intruded dissolved oxygen in the TBAB hydrate slurry environment. In addition, a corrosion inhibitor that promotes passivation, such as nitrite, can suppress overall corrosion relatively, but has little inhibitory power against local corrosion such as pitting corrosion, differential airflow corrosion, and galvanic corrosion.
In addition, these corrosion inhibitors usually have a critical concentration, and if less than a certain concentration, corrosion may be promoted or local corrosion (pitting corrosion or crevice corrosion) may occur compared to no addition. is there.

これに対して、本発明の冷熱輸送媒体においては、腐食防止剤として亜硫酸塩やチオ硫酸塩を含有するので、循環系内に浸入する溶存酸素に対して亜硫酸塩やチオ硫酸塩が自己酸化により溶存酸素を消費して、腐食に寄与する溶存酸素を低減させることができる。そのため、従来の腐食防止剤では抑制できなかった腐食の発生を抑制することが可能である。
なお、亜硫酸塩やチオ硫酸塩の含有量は多いほど継続的な効果が期待できる。
しかし、室温において冷熱輸送媒体を飽和溶存酸素状態から完全脱気状態にするために自己酸化に必要な量である亜硫酸イオン換算で30重量ppmを下限とし、冷却媒体として使用する温度(7℃)における最大溶解量である20000重量ppmを上限とすることが好ましい。
上限を規定したのは、過剰に含有すると使用時(7℃)に析出して配管の閉塞が生じたり、金属表面に皮膜を形成し、すき間腐食を発生させる原因になる可能性があるからである。
On the other hand, the cold transport medium of the present invention contains sulfite or thiosulfate as a corrosion inhibitor, so that sulfite or thiosulfate is self-oxidized with respect to dissolved oxygen entering the circulation system. Dissolved oxygen can be consumed and dissolved oxygen contributing to corrosion can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of corrosion that could not be suppressed with conventional corrosion inhibitors.
In addition, a continuous effect is expectable, so that there is much content of sulfite or thiosulfate.
However, at the room temperature, the lower limit is 30 ppm by weight in terms of sulfite ion, which is necessary for autooxidation in order to change the cold transport medium from the saturated dissolved oxygen state to the completely degassed state. It is preferable that the upper limit is 20000 ppm by weight, which is the maximum dissolution amount in.
The upper limit was specified because excessive content may cause precipitation at the time of use (7 ° C), resulting in clogging of the pipe, or formation of a film on the metal surface, which may cause crevice corrosion. is there.

本発明のTBAB水和物を含む冷熱輸送媒体は、腐食防止剤として亜硫酸塩、チオ硫酸塩からなる群の中から選ばれた少なくとも1種の腐食防止剤に加えて水酸化アルカリを含有する。以下においては、水酸化アルカリを含有することの作用効果について説明する。
TBAB水溶液に亜硫酸塩、チオ硫酸塩から選ばれた少なくとも1種の腐食防止剤を含有することにより、上記のように水溶液中の溶存酸素を低減して、全面腐食を抑制することができる。さらに、水酸化アルカリを添加してTBAB水溶液のpHを適切な範囲とすることにより、すき間腐食や孔食などの局所腐食を抑制することができる。
また、水酸化アルカリを含有することにより、冷熱輸送媒体の循環系統を構成する金属材料として鉄、鉄系合金とともに銅や銅系合金が使用されている場合において、TBAB水和物スラリー中における銅イオンの溶出を抑制、軽減させて、鉄、鉄系合金の腐食を抑制することができる。
以下、この腐食抑制のメカニズムについて説明する。
The cold transport medium containing TBAB hydrate of the present invention contains an alkali hydroxide in addition to at least one corrosion inhibitor selected from the group consisting of sulfites and thiosulfates as a corrosion inhibitor. Below, the effect of containing an alkali hydroxide is demonstrated.
By containing at least one type of corrosion inhibitor selected from sulfite and thiosulfate in the TBAB aqueous solution, the dissolved oxygen in the aqueous solution can be reduced as described above, and overall corrosion can be suppressed. Furthermore, local corrosion such as crevice corrosion and pitting corrosion can be suppressed by adding alkali hydroxide to bring the pH of the TBAB aqueous solution to an appropriate range.
Moreover, in the case where copper or a copper-based alloy is used together with iron or an iron-based alloy as a metal material constituting the circulation system of the cold heat transport medium by containing an alkali hydroxide, the copper in the TBAB hydrate slurry It is possible to suppress and reduce ion elution and to suppress corrosion of iron and iron-based alloys.
Hereinafter, the mechanism of this corrosion suppression will be described.

銅や銅系合金は、循環系で発生する可能性のある硫酸イオンやアンモニアにより高温のTBAB水溶液中での耐食性が幾分低下することがあり、銅イオンの溶出が発生する。
そして、溶け出した銅イオンは循環系内の鉄や鉄系合金に対してカソード反応を示す物質となり、腐食を促進する。
したがって、腐食を抑制するには銅イオンの溶出を抑制、軽減することが必要である。
この点、銅、銅系合金の銅イオンの溶出は、水溶液のpHを弱アルカリ性にシフトすることにより低減が図れ、pH8〜10の範囲が最も溶出を抑制する効果が大きい。ところが、通常、TBABを溶解した水溶液のpHは7〜8程度であり、銅イオン溶出の抑制には十分でない。
そこで、本発明においては、水酸化アルカリを含有させることにより、TBABを含む冷熱輸送媒体の水溶液のpHを8〜10としている。
これによって、銅、銅系合金の溶出を抑制でき、結果として鉄、鉄系合金の銅イオンによる腐食促進を低減できるのである。
なお、pHが11以上になると銅、銅系合金の自己溶解性が高くなるため、水酸化アルカリのその含有量はpHが10になる添加量である200重量ppmを上限とすることが好ましい。
水酸化アルカリとしては、水酸化カルシウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムを用いるのが好ましい。
このようにTBAB水溶液のpHを8〜10とすることにより、上述した局部腐食抑制や、銅、銅系合金材が用いられている循環系の鉄、鉄系合金の腐食抑制が可能である。pHを8〜10に調整するには、水酸化アルカリを添加することにより可能であるが、他のアルカリ材を添加することにより調整するようにしてもよい。
In copper and copper alloys, the corrosion resistance in a high-temperature TBAB aqueous solution may be somewhat lowered by sulfate ions or ammonia that may be generated in the circulation system, and elution of copper ions occurs.
The dissolved copper ions become a substance that exhibits a cathode reaction with respect to iron or iron-based alloy in the circulation system, and promotes corrosion.
Therefore, in order to suppress corrosion, it is necessary to suppress and reduce elution of copper ions.
In this respect, elution of copper ions of copper and copper-based alloys can be reduced by shifting the pH of the aqueous solution to weak alkaline, and the range of pH 8 to 10 has the greatest effect of suppressing elution. However, the pH of an aqueous solution in which TBAB is dissolved is usually about 7 to 8, which is not sufficient for suppressing copper ion elution.
Therefore, in the present invention, the pH of the aqueous solution of the cold transport medium containing TBAB is adjusted to 8 to 10 by containing alkali hydroxide.
As a result, elution of copper and a copper-based alloy can be suppressed, and as a result, corrosion promotion due to copper ions of iron and an iron-based alloy can be reduced.
In addition, since self-solubility of copper and a copper-type alloy will become high when pH becomes 11 or more, it is preferable that the content of alkali hydroxide sets the upper limit to 200 weight ppm which is the addition amount from which pH is set to 10.
As the alkali hydroxide, calcium hydroxide, sodium hydroxide, or lithium hydroxide is preferably used.
Thus, by setting the pH of the TBAB aqueous solution to 8 to 10, it is possible to suppress the above-described local corrosion and to suppress the corrosion of circulating iron and iron-based alloys in which copper and copper-based alloy materials are used. The pH can be adjusted to 8 to 10 by adding an alkali hydroxide, but may be adjusted by adding another alkali material.

図1は、本発明の冷熱輸送媒体を利用した蓄熱システムの一例を示すブロック図である。図1に示す蓄熱システムは、冷凍機11、TBAB水和物を製造するための熱交換器12、蓄熱槽13を備える。冷凍機11と熱交換器12との間には、冷凍機11で冷却された水を熱交換器12へ供給するためのラインL1、および熱交換器12からの熱交換済水を冷凍機11へ循環させるためのラインL2が設けられている。ラインL1の途中には、水搬送用のポンプP1が設けられている。
熱交換器12と蓄熱槽13は、ラインL3により接続されている。
蓄熱槽13と熱交換器12は、ラインL4により接続され、その途中には循環ポンプP2が設けられている。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a heat storage system using the cold transport medium of the present invention. The heat storage system shown in FIG. 1 includes a refrigerator 11, a heat exchanger 12 for producing TBAB hydrate, and a heat storage tank 13. Between the refrigerator 11 and the heat exchanger 12, the line L1 for supplying the water cooled by the refrigerator 11 to the heat exchanger 12, and the heat-exchanged water from the heat exchanger 12 are supplied to the refrigerator 11 A line L2 is provided to circulate to the center. A pump P1 for water conveyance is provided in the middle of the line L1.
The heat exchanger 12 and the heat storage tank 13 are connected by a line L3.
The heat storage tank 13 and the heat exchanger 12 are connected by a line L4, and a circulation pump P2 is provided in the middle thereof.

操作に当たり、冷凍機11で例えば4℃に冷却された水を熱交換器12に循環させる。同時に、蓄熱槽13に収容されている本発明の腐食防止剤を含有するTBAB水溶液ASを循環ポンプP2の駆動によりライン4およびラインL3を介して熱交換器12および蓄熱槽13に順次循環させる(第1の循環系統)。熱交換器12でTBAB水溶液ASは冷却された水により冷却されて水和物を生成して大きな保有冷熱量を有するスラリーとなり、蓄熱槽13に収容される。なお、熱交換された水は、冷凍機11に循環されて上記のように冷却される。蓄熱槽13に貯蔵されたTBAB水溶液から生成されたスラリーを空調設備に供給させて冷熱を輸送させる。   In operation, water cooled to, for example, 4 ° C. by the refrigerator 11 is circulated through the heat exchanger 12. At the same time, the TBAB aqueous solution AS containing the corrosion inhibitor of the present invention accommodated in the heat storage tank 13 is sequentially circulated to the heat exchanger 12 and the heat storage tank 13 through the line 4 and the line L3 by driving the circulation pump P2 ( 1st circulation system). In the heat exchanger 12, the TBAB aqueous solution AS is cooled by cooled water to form a hydrate to form a slurry having a large amount of stored cold heat, and is stored in the heat storage tank 13. The heat-exchanged water is circulated to the refrigerator 11 and cooled as described above. The slurry generated from the TBAB aqueous solution stored in the heat storage tank 13 is supplied to the air conditioning equipment to transport cold heat.

本発明の冷熱輸送媒体は、所定の腐食防止剤を含有するTBAB水溶液を5℃〜8℃の程度の温度まで冷却するだけで製造することができ、特殊な冷媒を使用する必要はなく、通常使用されている水やブライン水を冷却して使用することができる。しかも、本発明の冷熱輸送媒体は、腐食性が抑制されているので、配管を腐食させることがほとんどない。   The cold transport medium of the present invention can be produced simply by cooling a TBAB aqueous solution containing a predetermined corrosion inhibitor to a temperature of about 5 ° C. to 8 ° C., and it is not necessary to use a special refrigerant. The used water and brine water can be cooled and used. Moreover, since the corrosiveness of the cold transport medium of the present invention is suppressed, the pipe is hardly corroded.

以下本発明を実施例により説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

実験例1
TBABを濃度25重量%となるように水に溶解し、このTBAB水溶液に亜硫酸ナトリウム1000ppmと水酸化カルシウム100ppmを添加した(実施例1、2)。得られた溶液に炭素鋼試料または銅試料を35℃または50℃で15日間浸漬した後、試料を取り出し、水洗、乾燥して重量を測定した。そして、この測定値に基づき、1年間での各試料の全面腐食の年間腐食速度を算出した。
比較例として、水酸化カルシウムを添加せずに亜硫酸ナトリウム1000ppm添加した例(比較例1、4)、TBAB水溶液単独(比較例2、5)、TBAB水溶液単独をNガス置換により脱気した例(比較例3、6)についても同様の実験を行った。
この実験について、炭素鋼の結果を表1、銅の結果を表2に示す。
Experimental example 1
TBAB was dissolved in water to a concentration of 25% by weight, and 1000 ppm of sodium sulfite and 100 ppm of calcium hydroxide were added to this aqueous TBAB solution (Examples 1 and 2). After immersing a carbon steel sample or a copper sample in the obtained solution at 35 ° C. or 50 ° C. for 15 days, the sample was taken out, washed with water, dried and weighed. And based on this measured value, the annual corrosion rate of the general corrosion of each sample in one year was computed.
As comparative examples, examples in which 1000 ppm of sodium sulfite was added without adding calcium hydroxide (Comparative Examples 1 and 4), TBAB aqueous solution alone (Comparative Examples 2 and 5), and TBAB aqueous solution alone were degassed by N 2 gas replacement A similar experiment was performed for (Comparative Examples 3 and 6).
About this experiment, the result of carbon steel is shown in Table 1, and the result of copper is shown in Table 2.

Figure 2006176674
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これらの結果は、亜硫酸塩と水酸化カルシウムを添加することにより、炭素鋼と銅に対して、脱気処理にくらべて腐食速度を大幅に低減でき、さらに亜硫酸塩だけを添加した場合より腐食速度をさらに低減できることを示しており、優れた腐食防止効果を有することを確認した。
なお、亜硫酸塩に代えてチオ硫酸ナトリウムを添加した場合も同様の結果を示した。
These results show that the addition of sulfite and calcium hydroxide can significantly reduce the corrosion rate for carbon steel and copper compared to the degassing process, and the corrosion rate is higher than when only sulfite is added. It can be further reduced, and it was confirmed that it has an excellent anti-corrosion effect.
Similar results were obtained when sodium thiosulfate was added instead of sulfite.

実験例2
TBABを濃度25重量%となるように水に溶解し、このTBAB水溶液に亜硫酸ナトリウム2000ppmと水酸化カルシウム100ppmを添加し、50℃の流水環境におけるステンレス鋼の局部腐食発生電位と自然電位をポテンシオスタットにより測定した。
また、TBAB水溶液単独と、TBAB水溶液に亜硫酸ナトリウムだけを2000ppm添加した場合についても同様に測定した。
これらの結果を表3に示す。
Experimental example 2
TBAB is dissolved in water to a concentration of 25% by weight, 2000 ppm of sodium sulfite and 100 ppm of calcium hydroxide are added to this TBAB aqueous solution, and the local corrosion occurrence potential and natural potential of stainless steel in a flowing water environment at 50 ° C. Measured with a stat.
Moreover, it measured similarly about the case where only 2000 ppm of sodium sulfite was added to TBAB aqueous solution and TBAB aqueous solution.
These results are shown in Table 3.

Figure 2006176674
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50℃においてTBAB水溶液に亜硫酸ナトリウムを2000ppmと水酸化カルシウムを100ppm添加した場合にはステンレス鋼の自然電位が局部腐食発生電位より卑で、その電位差が500mVとTBAB単独や亜硫酸ナトリウムだけを添加した場合にくらべて十分に大きいことが示され、局部腐食発生を抑制できることが確認できた。   When 2000 ppm of sodium sulfite and 100 ppm of calcium hydroxide are added to the TBAB aqueous solution at 50 ° C, the natural potential of stainless steel is lower than the local corrosion occurrence potential, and the potential difference is 500 mV, when TBAB alone or only sodium sulfite is added. It was shown that it was sufficiently large compared to the above, and it was confirmed that the occurrence of local corrosion could be suppressed.

実験例3
TBABを濃度25重量%となるように水に溶解し、このTBAB水溶液に亜硫酸ナトリウム2000ppmと水酸化カルシウム100ppmを添加し、30、40、50、60℃の流水環境でステンレス鋼と銅の試験板材に塩ビ板を当て板として接触させ、人工的にすき間構造を作製した試験片を30日間浸漬した後に試験後の各試験板材のすき間腐食および孔食の発生状況を観察した。
この実験によりすき間腐食および孔食の発生臨界温度が判る。
また、2000重量ppmの亜硫酸ナトリウムのみを添加して同様の実験を行った。
この実験について、ステンレス鋼の結果を表4、銅の結果を表5に示す。
Experimental example 3
TBAB is dissolved in water to a concentration of 25% by weight, 2000 ppm of sodium sulfite and 100 ppm of calcium hydroxide are added to this TBAB aqueous solution, and stainless steel and copper test plate materials in flowing water at 30, 40, 50 and 60 ° C. A test piece with an artificially prepared gap structure was immersed for 30 days after the PVC plate was brought into contact with the plate as a backing plate, and the occurrence of crevice corrosion and pitting corrosion of each test plate material after the test was observed.
This experiment reveals the critical temperature for crevice corrosion and pitting corrosion.
A similar experiment was performed by adding only 2000 ppm by weight of sodium sulfite.
About this experiment, the result of stainless steel is shown in Table 4, and the result of copper is shown in Table 5.

Figure 2006176674
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この結果から、亜硫酸ナトリウムだけを添加した場合には50℃以上ですき間腐食や孔食が発生するが、亜硫酸ナトリウムと水酸化カルシウムを添加することによって高温域までステンレス鋼および銅のすき間腐食や孔食の発生を抑制することが可能であることを確認できた。   From this result, when only sodium sulfite is added, crevice corrosion and pitting corrosion occur at 50 ° C or higher. However, by adding sodium sulfite and calcium hydroxide, crevice corrosion and pores of stainless steel and copper reach a high temperature range. It was confirmed that the occurrence of food could be suppressed.

以上の実験結果から、本発明によれば、腐食性、特に局部腐食性が低減されたTBAB水溶液の冷熱輸送媒体が提供されることが実証された。 From the above experimental results, it was demonstrated that according to the present invention, a cold transport medium of an aqueous TBAB solution having reduced corrosivity, particularly local corrosivity, is provided.

本発明の一実施の形態に係る冷熱輸送媒体を利用した蓄熱システムの一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the thermal storage system using the cold transport medium which concerns on one embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11 冷凍機、12 熱交換器、13 蓄熱槽、L1〜L4 ライン、P1,P2 ポンプ、AS TBAB水溶液。   11 refrigerator, 12 heat exchanger, 13 heat storage tank, L1-L4 line, P1, P2 pump, AS TBAB aqueous solution.

Claims (5)

臭化テトラn−ブチルアンモニウムの水溶液であり、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、の中から選ばれた少なくとも1種の腐食防止剤と水酸化アルカリを含有することを特徴とする冷熱輸送媒体。 A cold transport medium characterized in that it is an aqueous solution of tetra n-butylammonium bromide and contains at least one corrosion inhibitor selected from sulfites and thiosulfates and an alkali hydroxide. 臭化テトラn−ブチルアンモニウムの水溶液であり、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、の中から選ばれた少なくとも1種の腐食防止剤を含有し、水溶液のpHが8〜10であることを特徴とする冷熱輸送媒体。 An aqueous solution of tetra n-butylammonium bromide, containing at least one corrosion inhibitor selected from sulfites and thiosulfates, and having an aqueous solution pH of 8 to 10. Cold transport medium. 腐食防止剤が亜硫酸イオン換算で30重量ppm以上20000重量ppm以下の濃度で含有されていることを特徴とする請求項1または2に記載の冷熱輸送媒体。 The cold transport medium according to claim 1 or 2, wherein the corrosion inhibitor is contained at a concentration of 30 to 20000 ppm by weight in terms of sulfite ion. 水酸化アルカリが200重量ppm以下の濃度で含有されていることを特徴とする請求項1に記載の冷熱輸送媒体。 The cold transport medium according to claim 1, wherein the alkali hydroxide is contained at a concentration of 200 ppm by weight or less. 腐食防止剤が亜硫酸イオン換算で30重量ppm以上20000重量ppm以下の濃度で含有され、かつ水酸化アルカリが200重量ppm以下の濃度で含有されていることを特徴とする請求項1に記載の冷熱輸送媒体。 2. The cooling heat according to claim 1, wherein the corrosion inhibitor is contained at a concentration of 30 to 20000 ppm by weight in terms of sulfite ion, and the alkali hydroxide is contained at a concentration of 200 ppm by weight or less. Transport medium.
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